EP0097640B1 - Segment für einen Isoliermantel, sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Segment für einen Isoliermantel, sowie Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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EP0097640B1
EP0097640B1 EP83890100A EP83890100A EP0097640B1 EP 0097640 B1 EP0097640 B1 EP 0097640B1 EP 83890100 A EP83890100 A EP 83890100A EP 83890100 A EP83890100 A EP 83890100A EP 0097640 B1 EP0097640 B1 EP 0097640B1
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EP
European Patent Office
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segment
shell
segments
foamed
outer shell
Prior art date
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Expired
Application number
EP83890100A
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English (en)
French (fr)
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EP0097640A1 (de
Inventor
Gerhold Dipl.-Ing. Ratschmann
Johannes Kistenich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osterreichische Salen-Kunststoffwerk GmbH
Original Assignee
Osterreichische Salen-Kunststoffwerk GmbH
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Publication date
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Priority claimed from AT197583A external-priority patent/AT378840B/de
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Publication of EP0097640A1 publication Critical patent/EP0097640A1/de
Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/12—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
    • B29C44/1228—Joining preformed parts by the expanding material
    • B29C44/1242—Joining preformed parts by the expanding material the preformed parts being concentric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/153—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems for flexible pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/16—Arrangements specially adapted to local requirements at flanges, junctions, valves or the like
    • F16L59/18—Arrangements specially adapted to local requirements at flanges, junctions, valves or the like adapted for joints
    • F16L59/185—Adjustable joints, joints allowing movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/12—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
    • B29C44/14—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements the preformed part being a lining

Definitions

  • the invention relates to a segment for an insulating jacket for media pipes, in particular district heating lines, made of foamed, heat-insulating material, in particular rigid polyurethane foam, which segments are preferably surrounded by a flexible cladding tube or cladding tube, and a method for an insulating jacket consisting of segments that can be connected and angled relative to one another for its manufacture.
  • DE-A-2413133 already discloses a flexible composite pipe made of plastic, which consists of an inner pipe made of a cross-linked polyolefin and an outer foam casing.
  • the foam casing in this pipe is in no way protected against compression in the radial direction, so that perfect insulation is not guaranteed when laying below the surface of the earth.
  • DE-A-2 236 375 already discloses a multilayer pipe which has an inner polyolefin jacket, for example made of polybutene. This inner jacket is connected to an outer polyamide jacket to improve the mechanical and thermal resistance.
  • this known pipe was not designed as an insulated media line.
  • the outer jacket is rigidly connected to the inner tube, such a tube is no longer flexible to an extent suitable for rolling up.
  • both of the cladding tube and of the clear cross section of the insulated jacket resulted in a deterioration in the thermal insulation value compared to continuously foamed flexible lines for a given outer diameter of the cladding tube.
  • the insulating segments which consisted of rigid polyurethane foam, were subjected to high mechanical loads at their point of contact with adjacent segments when the entire pipeline was bent, so that the material of the insulating jacket must be chosen to be relatively tight and thus have lower thermal insulation values than comparatively lighter foam material with lower mechanical strength.
  • the object of the invention is to allow the small diameter of the segments to bend the tube enclosed by the segments and to allow the segments to be angled relative to one another without requiring a larger inside diameter of the cladding tube than the inside diameter that is the largest diameter of the segments corresponds.
  • an insulation is to be created which results in favorable thermal insulation properties with the smallest possible external dimensions.
  • the invention consists essentially in the fact that the inner surface and the outer surface of the segment are designed as a rotating body with curved generatrices and have a substantially barrel shape, so that - if the conduit is given a curvature - the media tube on the barrel-shaped inner surface (2 ') and the enveloping tube on the barrel-shaped outer surface (3) of the angled segments (1) can be applied with a corresponding curvature of the line, so that the media tube and the angled portions of the segments are subjected to relatively low mechanical loads.
  • Such cladding tubes or cladding tubes can be made in a particularly simple manner from corrugated PVC, preferably impact-resistant PVC, or polyethylene and protect the outer jacket of the insulating segments against mechanical damage without impairing the rollability and thus the simplification of the laying work.
  • the preferred configuration of the ends of these segments with an inner surface that widens conically outwards results in only slight mechanical loads on the media tube when the segments are angled and, above all, the introduction of the media tube (s) into the segments is facilitated.
  • the media line (s) in the interior of the segments can lay down on the likewise substantially barrel-shaped inner surface of the bendable segments or the like in accordance with the curvature of the district heating line.
  • the design is preferably such that the inner surface of the segments is designed as a shell, for example made of metal, in particular aluminum, or of plastic, in particular a plastic provided with a reflective paint or reflective pigment and is connected to coupling members for the bendable connection of adjacent segments.
  • the mechanical strength of the segments is ensured to a high degree by the inner surface of the segments formed by the shell, and this inner surface can be formed in one piece with coupling pieces which can be locked in corresponding counterparts of the adjacent segments, which also ensures a certain degree of tensile strength.
  • this inner surface can be designed to be heat reflecting.
  • Such a support shell as the inner surface allows the preferred development of the segment according to the invention, according to which the jacket surrounding the inner surface of the segments consists of closed-pore, foamed rigid polyurethane foam with a density of 35 to 60 kgjm 3 .
  • the segment preferably has spherical or hollow spherical coupling members encompassing one another at both ends.
  • the hollow spherical coupling member engages around the spherical coupling element, as a result of which the segments can easily be angled relative to one another.
  • the outer surface of the segments is also formed by a shell, the outer shell forming the outer surface and the inner shell forming the inner surface enclosing the foamed material on all sides. In this way, the segment is protected against mechanical damage from the outside.
  • the foamed material is protected from sunlight and moisture by the outer shell, which increases the lifespan of the plastic foam.
  • the outer shell and the inner shell are expediently formed by separate and plugged-together parts, which results in a simple construction and production method.
  • the arrangement is such that the encapsulated coupling element with the outer shell and the encompassing coupling element with the inner shell are made in one piece, and the inner shell in the encircling coupling element, leaving a space for the foamed material protrudes and the outer shell encompasses the encompassing coupling member, leaving a space for the foamed material.
  • both coupling members are each connected to a shell, so that a firm articulation of the segments to one another is achieved, and thermal insulation by the foamed material is also achieved in the area of these coupling members.
  • the design can be such that the outer shell engages around the inner shell on the free end face of the encompassing coupling member and butt butt on the free end face of the encircling coupling member.
  • the two shells can thus be plugged into one another in a simple manner, the fact that the outer shell engages around the inner shell on one end face, the exact position of the two shells relative to one another is fixed, so that there is a foamable cavity and an imprecise connection of the two Shells is prevented.
  • Thermoplastic preferably polypropylene
  • Thermoplastic can be used as the material for the inner and outer shells.
  • the inner and outer shells can also be formed in one piece with one another, in which case the production can be carried out in a simple manner by blowing or sintering in a mold. The remaining cavity can then be foamed.
  • segments in which only the inner surface is designed as a shell can be carried out according to the invention in a particularly simple manner in such a way that in a first working step an inner jacket with curved generators and a substantially barrel shape and on this inner jacket, preferably in one piece with it, coupling pieces are formed and that subsequently using of the inner casing is foamed onto the inner casing as a plastic core.
  • the shell forming the inner surface serves as a support body and mandrel for foaming the insulating jacket, and it can also be taken care of in a first step for the formation of the desired coupling pieces.
  • the inner shell can be produced in a particularly simple manner by blowing plastic in a mold with which the coupling parts are also formed, the ends of the inner shell produced in this way being cut to length.
  • the procedure is preferably such that the inner jacket is kept under an internal pressure during the foaming and is supported, in particular by blowing in compressed air. In this way, part of the supporting force required during foaming is guaranteed by the compressed air or the like.
  • a correspondingly thin inner jacket also has the required strength to prevent damage to the foam jacket.
  • the process according to the invention for producing a segment with an inner shell and an outer shell is essentially characterized in that the outer shell is placed over the inner shell and the space between the two shells is foamed with plastic, for example closed-pore rigid polyurethane foam, via an opening provided in the outer shell becomes.
  • plastic for example closed-pore rigid polyurethane foam
  • the shells thus form molded parts that are lost on the outside and inside, and the shape in which the foaming takes place is not affected by the plastic. It is therefore unnecessary to apply mold release agents to the mold and there is no need to laboriously clean the mold of adhered foam residues after each molding process.
  • the outer shell as well as the inner shell can be produced by blowing plastic in a mold with which the coupling parts are also formed. A similar procedure can also be used if the inner and outer shell consist of one piece.
  • FIG. 1 shows an axial section through a segment with an inner shell
  • FIG. 2 shows the articulation of two adjoining segments according to FIG. 1 for producing an insulating jacket for pipes
  • FIG. 3 shows an axial section through a segment with an outer and inner shell
  • FIG. 4 shows the encompassing coupling member on a larger scale
  • FIG. 5 shows the encompassing coupling member on a larger scale in an embodiment according to FIG. 3.
  • FIG. 1 shows a segment 1 which has an essentially barrel-shaped inner surface 2 'and an essentially barrel-shaped outer surface 3.
  • the inner surface is formed by an inner shell 2 made of dense plastic, which is produced by blowing into a mold, and has conical, outwardly widening sections near its ends in regions a and b.
  • Coupling parts 4 and 5 are formed in one piece with the inner shell 2.
  • the blown plastic is a support body for the application of the foam and at the same time forms a diffusion barrier.
  • a rigid polyurethane foam designated 6 with a density of 35 to 60 kg / m 3 is foamed, the barrel-shaped outer contour being formed by an appropriate shape.
  • the axes 7 of adjacent segments 1 can be angled relative to one another without this requiring a larger inner diameter of the enveloping tube 8. It can thus be accommodated in an enveloping tube 8 with a predetermined inner diameter compared to cylindrical insulating segments more insulating foam, whereby the thermal insulation properties are improved.
  • a mechanically less stable and thermally better insulating lighter foam can be selected as the material for the insulating segment, the mechanical forces also directly at the coupling points through the material of the inner shell 2 while reducing the mechanical load of the insulating foam jacket 6 are added.
  • the coupling members 4 and 5 can be designed so that they lock together after plugging into one another, so that a certain tensile strength is ensured.
  • this mechanical tensile strength ensures that when adjacent segments 1 are angled relative to one another, the spacing between adjacent segments increases, and thus a more or less large non-insulated space.
  • the inner shell can be lined with an aluminum foil or be provided with a paint or pigment that improves reflection.
  • media pipes which are not shown in the drawing, soft iron pipes, corrugated pipes, copper pipes, cross-linked polyethylene pipes or the like can be used.
  • the cladding tube 8 is flexible, for example corrugated, formed and can consist of PVC or polyethylene.
  • the inner shell 2 can be designed as a blow part with a wall thickness of approximately 1 mm. With suchi Curved diameters of around 1.8 m in the insulated cable can easily be achieved in segments.
  • FIGS. 3, 4 and 5 differs from the embodiment according to FIGS. 1 and 2 essentially in that the insulating foam is enclosed by two shells.
  • the coupling is designed as a spherical coupling with a spherical coupling member 13 which is encompassed by a hollow spherical coupling member 14.
  • the encompassed coupling member 13 consists of one piece with the outer shell 12 and the encompassing coupling member 14 consists of one piece with the inner shell 11.
  • the two shells 11 and 12 are inserted into one another.
  • the outer shell 12 encompasses, as shown in FIG. 5, the inner shell 11 on the end face 15 of the encircling coupling element 13 with an inwardly projecting rim 16.
  • the space between the inner shell 11 and the outer shell 12 is filled with a plastic filling 21.
  • the intermediate spaces 12 and 13 are also foamed with plastic, see above that good thermal insulation is also created in the area of the coupling parts 3, 4.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Segment für einen aus aneinander anschließbaren und relativ zueinander abwinkelbaren Segmenten bestehenden Isoliermantel für Medienrohre, insbesondere Fernheizungsleitungen, aus geschäumtem, wärmedämmendem Material, insbesondere Polyurethanhartschaum, welche Segmente vorzugsweise von einem flexiblen Hüllrohr oder Hüllschlauch umgeben sind, sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Insbesondere für flexible, wärmeisolierte Medienleitungen, wie sie für Fernheizungen Verwendung finden, wurde bereits vorgeschlagen, Medienrohre aus Kunststoff, beispielsweise vernetztem Polyäthylen, mit einem das Medienrohr umschließenden Kunststoffschaum zu isolieren. Als Medienrohre wurden neben Kunststoffen auch bereits Kupferrohre oder Weicheisenrohre eingesetzt. Die wärmeisolierte Leitung soll hiebei für die Verbindung von Verteilerstationen zu den Hausanschlüssen verwendet werden können. In derartigen Verteilerstationen wird das aus Fernheizleitungen, welche in der Regel aus Stahlguß od. dgl. bestehen, unter hohem Druck angeförderte heiße Medium bereits weitgehend entspannt und mit kaltem Medium zur Einstellung von Temperaturen unter 100°C vermischt, worauf der Transport unter wesentlich verringertem Druck, in der Regel einem Druck von 2 bis 5 bar, zu den Hausanschlüssen erfolgt. Bisher wurden für den Bereich zwischen Verteiler und Hausanschlüssen gleichfalls Stahl- oder Gußrohre eingesetzt, da derartige Leitungen unter der Erdoberfläche verlegt werden und daher über eine entsprechend hohe Druckfestigkeit verfügen müssen. Die Verlegung von derartigen Rohren ist aber nur mit beschränkter Länge der einzelnen Rohrschüsse möglich, so daß für die oftmals langen Verbindungen zwischen den Verteilern und den Hausanschlüssen eine große Anzahl von Rohrverbindern und Fittings erforderlich ist. Derartige Rohrverbinder verteuern die Verlegung dieser Leitungen wesentlich und stellen darüber hinaus ein zusätzliches Isolationsproblem dar.
  • Aus der DE-A-2413133 ist bereits ein biegsames Verbundrohr aus Kunststoff bekannt, welches aus einem Innenrohr aus einem vernetzten Polyolefin und einer äußeren Schaumstoffumkleidung besteht. Die Schaumstoffumkleidung ist bei diesem Rohr in keiner Weise gegen Kompression in radialer Richtung geschützt, so daß eine einwandfreie Isolation bei einer Verlegung unterhalb der Erdoberfläche nicht gewährleistet ist. Es ist weiters aus der DE-A-2 236 375 bereits ein mehrschichtiges Rohr bekannt, welches einen inneren Polyolefinmantel, beispielsweise aus Polybuten, aufweist. Dieser innere Mantel ist mit einem äußeren Polyamidmantel zur Verbesserung der mechanischen und thermischen Belastbarkeit verbunden. Dieses bekannte Rohr war jedoch nicht als isolierte Medienleitung ausgebildet. Darüber hinaus ist ein derartiges Rohr bei starrer Verbindung des äußeren Mantels mit dem inneren Rohr nicht mehr in einem für ein Aufrollen geeigneten Ausmaß flexibel.
  • Zur Verbesserung der Flexibilität und zur Verringerung der Herstellungskosten derartiger flexibler Rohre wurde bereits vorgeschlagen, den isolierten Mantel in aneinander anschließende Segmente zu unterteilen, welche auf das Medienrohr aufgeschoben wurden und von einem Hüllrohr bzw. Hüllschlauch umgeben wurden. Die Anlenkung der einzelnen Segmente aneinander erlaubte eine Abwinkelung der Achsen der Segmente zueinander. Bei diesen vorbekannten Segmenten handelt es sich im wesentlichen um zylindrische, geschäumte Abschnitte, welche bei Abwinkelung benachbarter Segmente zueinander mit ihrer Innenkante eine Verringerung des lichten Durchtrittsquerschnittes für das Medienrohr und mit ihrer Außenkante eine Vergrößerung des lichten Querschnittes des Hüllrohres bedingte. Die auf diese Weise erforderliche Überdimensionierung sowohl des Hüllrohres als auch des lichten Querschnittes des isolierten Mantels führte bei gegebenem Außendurchmesser des Hüllrohres zu einer Verschlechterung des Wärmedämmwertes gegenüber durchgehend ausgeschäumten flexiblen Leitungen. Darüber hinaus waren die isolierenden Segmente, welche aus Polyurethanhartschaum bestanden, an ihrer Berührungsstelle mit benachbarten Segmenten bei einer Abwinkelung der gesamten Rohrleitung in hohem Maße mechanisch belastet, so daß das Material des Isoliermantels relativ dicht gewählt werden muß und damit geringere Wärmedämmwerte aufweist als vergleichsweise leichteres Schaummaterial mit geringerer mechanischer Belastbarkeit. Aufgabe der Erfindung ist es, bei kleinem Duchmesser der Segmente eine Biegung des von den Segmenten umschlossenen Rohres zu ermöglichen und ein Abwinkeln der Segmente relativ zueinander zu ermöglichen, ohne daß ein größerer Innendurchmesser des Hüllrohres erforderlich ist als derjenige Innendurchmesser, der dem größten Durchmesser der Segmente entspricht. Erfindungsgemäß soll somit eine Isolation geschaffen werden, die bei möglichst geringen Außenabmessungen günstige Wärmedämmeigenschaften ergibt. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die Innenfläche und die Außenfläche des Segmentes als Rotationskörper mit gekrümmten Erzeugenden ausgebildet sind und im wesentlichen tonnenförmige Gestalt aufweisen, so daß - wenn der Leitung eine Krümmung aufgegeben wird - das Medienrohr an der tonnenförmigen Innenfläche (2') und der Hüllschlauch an der tonnenförmigen Außenfläche (3) der abgewinkelten Segmente (1) bei entsprechendem Krümmungsverlauf der Leitung anlegbar ist, so daß das Medienrohr und die Abwinklungen der Segmente relativ geringen mechanischen Belastungen unterworfen sind.
  • Durch die im wesentlichen tonnenförmige Gestalt der Außenfläche ergibt sich bei einer Abwinkelung von zwei aneinander anschließenden Segmenten relativ zueinander keine Notwendigkeit für eine Vergrößerung des Innendurchmessers des Hüllrohres oder Hüllschlauches. Derartige Hüllrohre oder Hüllschläuche können in besonders einfacher Weise aus gewelltem PVC, vorzugsweise schlagzähem PVC, oder Polyäthylen bestehen und schützen den Außenmantel der isolierenden Segmente gegen mechanische Beschädigung, ohne die Aufrollbarkeit und damit die Vereinfachung der Verlegearbeiten zu beeinträchtigen. Durch die bevorzugte Ausgestaltung der Enden dieser Segmente mit sich konisch nach außen hin erweiternder Innenfläche ergeben sich nur geringe mechanische Belastungen des Medienrohres bei einem Abwinkeln der Segmente und es wird vor allen Dingen die Einführung des oder der Medienrohre(s) in die Segmente erleichtert. Die Medienleitung(en) im Inneren der Segmente kann (können) sich hiebei an der gleichfalls im wesentlichen tonnenförmig ausgebildeten Innenfläche der abwinkelbaren Segmente entsprechend dem Krümmungsverlauf der Fernheizungsleitung od. dgl. anlegen.
  • Um einen Isolierschaum mit geringem Raumgewicht verwenden zu können, ist die Ausbildung vorzugsweise so getroffen, daß die Innenfläche der Segmente als Schale, beispielsweise aus Metall, insbesondere Aluminium, oder aus Kunststoff, insbesondere einem mit einem reflektierenden Anstrich oder reflektierenden Pigmenten versehenen Kunststoff, ausgebildet ist und mit Kupplungsgliedern für den abwinkelbaren Anschluß benachbarter Segmente verbunden ist. Die mechanische Festigkeit der Segmente wird hiebei in hohem Maß durch die von der Schale gebildete Innenfläche der Segmente sichergestellt und diese Innenfläche kann einstükkig mit in entsprechenden Gegenstücken der benachbarten Segmente verrastbaren Kupplungsstücken ausgebildet werden, wodurch auch ein gewisses Maß an Zugfestigkeit sichergestellt wird. Zur weiteren Verbesserung der Wärmedämmeigenschaften kann diese Innenfläche wärmereflektierend ausgebildet sein. Die Verwendung einer derartigen Stützschale als Innenfläche erlaubt die bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Segmentes, gemäß welcher der die Innenfläche der Segmente umgebende Mantel aus geschlossenporigem, geschäumtem Polyurethanhartschaum mit einem Raumgewicht von 35 bis 60 kgjm3 besteht.
  • Das Segment weist vorzugsweise an beiden Enden einander umgreifende kugelförmige bzw. hohlkugelförmige Kupplungsglieder auf. Bei aneinander angelenkten Segmenten umgreift hiebei das hohlkugelförmige Kupplungsglied das kugelförmige Kupplungsglied, wodurch die Segmente leicht relativ zueinander abgewinkelt werden können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auch die Außenfläche der Segmente von einer Schale gebildet, wobei die die Außenfläche bildende äußere Schale und die die Innenfläche bildende innere Schale das geschäumte Material allseitig umschließen. Auf diese Weise wird ein Schutz des Segmentes gegen mechanische Beschädigung von außen geschaffen. Das geschäumte Material wird durch die äußere Schale vor Sonnenlicht und Feuchtigkeit geschützt und es wird dadurch die Lebensdauer des Kunststoffschaumes vergrößert. Dadurch, daß das Schaummaterial innen und außen von Kunststoffschalen ummantelt ist, wird im Falle eines Rohrbruches das Eindringen von Feuchtigkeit in den Schaum vermieden. Die Isolierung wird in einem solchen Fall nicht beschädigt und es ist nun möglich, das zu isolierende Rohr oder den Schlauch einfach aus den Segmenten herauszuziehen und zu erneuern. Bei im Erdreich verlegten Leitungen werden hiedurch Grabarbeiten zur Behebung des Schadens weitgehend überflüssig gemacht.
  • Hiebei sind zweckmäßig die äußere Schale und die innere Schale von getrennten und zusammengesteckten Teilen gebildet, wodurch sich eine einfache Konstruktion und Herstellungsweise ergibt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist hiebei die Anordnung so getroffen, daß das umgriffene Kupplungsglied mit der äußeren Schale und das umgreifende Kupplungsglied mit der inneren Schale aus einem Stück besteht, und die innere Schale in das umgriffene Kupplungsglied unter Freilassung eines Zwischenraumes für das geschäumte Material hineinragt und die äußere Schale das umgreifende Kupplungsglied unter Freilassung eines Zwischenraumes für das geschäumte Material umgreift. Auf diese Weise sind beide Kupplungsglieder jeweils mit einer Schale verbunden, so daß eine feste Anlenkung der Segmente aneinander erreicht wird, und es wird auch im Bereich dieser Kupplungsglieder eine Wärmeisolierung durch das geschäumte Material erreicht.
  • Gemäß der Erfindung kann die Ausbildung so getroffen sein, daß die äußere Schale an der freien Stirnfläche des umgriffenen Kupplungsgliedes die innere Schale umgreift und an der freien Stirnfläche des umgreifenden Kupplungsgliedes mit der inneren Schale stumpf zusammenstößt. Die beiden Schalen können somit in einfacher Weise ineinandergesteckt werden, wobei dadurch, daß an der einen Stirnfläche die äußere Schale die innere Schale umgreift, die genaue Lage der beiden Schalen zueinander fixiert ist, so daß sich ein ausschäumbarer Hohlraum ergibt und ein ungenaues Zusammenstekken der beiden Schalen verhindert wird.
  • Als Material für die innere und die äußere Schale ist thermoplastischer Kunststoff, vorzugsweise Polypropylen, verwendbar. Es können auch die innere und äußere Schale einstückig miteinander ausgebildet sein, wobei die Herstellung in diesem Fall in einfacher Weise durch Blasen oder Sintern in einer Form erfolgen kann. Der verbleibende Hohlraum kann dann anschließend ausgeschäumt werden.
  • Die Herstellung von Segmenten, bei welchen nur die Innenfläche als Schale ausgebildet ist, kann erfindungsgemäß in besonders einfacher Weise so erfolgen, daß in einem ersten Arbeitsgang ein Innenmantel mit gekrümmten Erzeugenden und im wesentlichen tonnenförmiger Gestalt sowie an diesem Innenmantel, vorzugsweise einstückig mit diesem, Kupplungsstücke ausgebildet werden und daß anschließend unter Verwendung des Innenmantels als Formkern auf den Innenmantel Kunststoff aufgeschäumt wird. Die die Innenfläche bildende Schale dient hiebei als Stützkörper und Formkern für die Aufschäumung des Isoliermantels und es kann hiebei in einem ersten Arbeitsgang auch für die Ausbildung der gewünschten Kupplungsstücke Sorge getragen werden. In besonders einfacher Weise kann die Innenschale durch Blasen von Kunststoff in einer Form hergestellt werden, mit welcher auch die Kupplungsteile ausgebildet werden, wobei die Enden der auf diese Weise hergestellten Innenschale abgelängt werden. Um die Innenschale mit geringer Wandstärke ausbilden zu können, wird vorzugsweise so vorgegangen, daß der Innenmantel während des Aufschäumens unter einem Innendruck gehalten und, insbesondere durch Einblasen von Druckluft, gestützt wird. Auf diese Weise wird ein Teil der erforderlichen Stützkraft während des Schäumens durch die Druckluft od. dgl. gewährleistet. Nach dem Aushärten des Schaumes und insbesondere nach dem Abkühlen besitzt auch ein entsprechend dünner Innenmantel die erforderliche Festigkeit, um Beschädigungen des Schaummantels zu verhindern.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Segmentes mit Innenschale und Außenschale ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale über die innere Schale gesteckt und der Zwischenraum zwischen den beiden Schalen über eine zweckmäßig in der äußeren Schale vorgesehene Öffnung mit Kunststoff, beispielsweise geschlossenporigem Polyurethanhartschaum, ausgeschäumt wird. Die Schalen bilden somit außen und innen selbst verlorene Formteile und die Form, in welcher die Ausschäumung erfolgt, wird durch den Kunststoff nicht berührt. Es ist somit ein Aufbringen von Formtrennmittel in die Form überflüssig und es entfällt das aufwendige Säubern der Form von angeklebten Schaumresten nach jedem Formvorgang. Hiebei kann gemäß der vorliegenden Erfindung die äußere Schale ebenso wie die innere Schale durch Blasen von Kunststoff in einer Form hergestellt werden, mit welcher auch die Kupplungsteile ausgebildet werden. In ähnlicher Weise kann auch vorgegangen werden, wenn Innen- und Außenschale aus einem Stück bestehen.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert.
  • Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein Segment mit Innensschale und Fig. 2 die Anlenkung zweier aneinander anschließender Segmente gemäß Fig. 1 zur Herstellung eines Isoliermantels für Rohre, Fig. 3 zeigt einen Axialschnitt durch ein Segment mit Außen- und Innenschale, Fig. 4 zeigt in größerem Maßstab das umgreifende Kupplungsglied und Fig. 5 zeigt in größerem Maßstab das umgriffene Kupplungsglied bei einer Ausbildung nach Fig. 3.
  • In Fig. 1 ist ein Segment 1 dargestellt, welches eine im wesentlichen tonnenförmige Innenfläche 2' sowie eine im wesentlichen tonnenförmige Außenfläche 3 aufweist. Die Innenfläche ist von einer Innenschale 2 aus dichtem, durch Blasen in eine Form hergestelltem Kunststoff gebildet und weist nahe ihren Enden in den Bereichen a und b konische, sich nach außen erweiternde Abschnitte auf. Einstückig mit der Innenschale 2 sind Kupplungsteile 4 und 5 ausgebildet. Der geblasene Kunststoff stellt hiebei einen Stützkörper für die Aufbringung des Schaumes dar und bildet gleichzeitig eine Diffusionssperre. Auf der Innenschale 2 ist ein mit 6 bezeichneter Polyurethanhartschaum mit einem Raumgewicht von 35 bis 60 kg/m3 aufgeschäumt, wobei die tonnenförmige Außenkontur durch eine entsprechende Form ausgebildetwird.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich, lassen sich die Achsen 7 benachbarter Segmente 1 gegeneinander abwinkeln, ohne daß dies einen größeren Innendurchmesser des Hüllschlauches 8 erfordert. Es läßt sich somit in einem Hüllschlauch 8 mit vorgegebenem Innendurchmesser im Vergleich zu zylindrischen Isoliersegmenten mehr isolierender Schaum unterbringen, wodurch die Wärmedämmeigenschaften verbessert werden. Durch die Ausbildung der Segmente mit einer stützenden Innenschale 2 kann ein mechanisch weniger stabiler und thermisch besser isolierender leichterer Schaum als Material für das isolierende Segment gewählt werden, wobei auch an den Kupplungsstellen die mechanischen Kräfte unmittelbar durch das Material der Innenschale 2 unter Verringerung der mechanischen Belastung des isolierenden Schaummantels 6 aufgenommen werden. Die Kupplungsglieder 4 und 5 können hierbei so ausgebildet werden, daß sie nach dem Ineinanderstecken miteinander verrasten, so daß eine gewisse Zugfestigkeit sichergestellt ist. Insbesondere sichert diese mechanische Zugfestigkeit davor, daß bei einem Abwinkeln benachbarter Segmente 1 relativ zueinander eine Vergrößerung des Abstandes benachbarter Segmente und damit ein mehr oder minder großer nicht isolierter Zwischenraum entsteht.
  • Die Innenschale kann von einer Aluminiumfolie ausgekleidet oder mit einem die Reflexion verbessernden Anstrich oder Pigmenten versehen sein. Als Medienrohre, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind, können Weicheisenrohre, Wellrohre, Kupferrohre, vernetzte Polyäthylenrohre od. dgl. eingesetzt werden. Das Hüllrohr 8 ist flexibel, beispielsweise gewellt, ausgebildet und kann aus PVC oder Polyäthylen bestehen. Um die nötige Stützfunktion als Formkern für die Aufbringung des Polyurethanhartschaummantels zu gewährleisten, kann die Innenschale 2 als Blasteil mit einer Wandstärke von etwa 1 mm ausgebildet werden. Mit derartigen Segmenten lassen sich Krümmungsdurchmesser der isolierten Leitung von etwa 1,8 m ohne weiteres realisieren.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 3, 4 und 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß der Isolierschaum von zwei Schalen umschlossen ist.
  • 11 ist die innere Schale und 12 ist die äußere Schale des Segmentes. Die Kupplung ist als sphärische Kupplung mit einem kugelförmigen Kupplungsglied 13 ausgebildet, welches von einem hohlkugelförmigen Kupplungsglied 14 umgriffen wird. Das umgriffene Kupplungsglied 13 besteht mit der äußeren Schale 12 aus einem Stück und das umgreifende Kupplungsglied 14 besteht mit der inneren Schale 11 aus einem Stück. Die beiden Schalen 11 und 12 sind ineinander gesteckt. Die äußere Schale 12 umgreift, wie Fig. 5 zeigt, an der Stirnseite 15 des umgriffenen Kupplungsgliedes 13 mit einem nach innen ragenden Bord 16 die innere Schale 11. An der freien Stirnfläche 17 des umgreifenden Kupplungsgliedes 14 weist, wie Fig. 4 in größerem Maßstab zeigt, die innere Schale 11 einen nach außen ragenden Bord 18 und die äußere Schale 12 einen nach innen ragenden Bord 19 auf, so daß beide Schalen bei 20 stumpf aneinanderstoßen.
  • Der Zwischenraum zwischen der inneren Schale 11 und der äußeren Schale 12 ist mit einer Kunststoffüllung 21 ausgeschäumt. Zwischen dem umgreifenden Kupplungsteil 14 der inneren Schale 11 und der äußeren Schale 12 besteht ein Zwischenraum 22. Zwischen dem umgriffenen Kupplungsteil 13 der äußeren Schale 12 und der inneren Schale 11 besteht ein Zwischenraum 13. Die Zwischenräume 12 und 13 sind gleichfalls mit Kunststoff ausgeschäumt, so daß auch im Bereich der Kupplungsteile 3, 4 eine gute Wärmeisolation geschaffen wird.

Claims (16)

1. Segment für einen aus aneinander anschließbaren und relativ zueinander abwinkelbaren Segmenten (1) bestehenden Isoliermantel für Medienrohre, insbesondere Fernheizungsleitungen, aus geschäumtem, wärmedämmendem Material, insbesondere Polyurethanhartschaum, welche Segmente von einem flexiblen Hüllrohr oder Hüllschlauch (8) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (2') und die Außenfläche (3) des Segmentes (1) als Rotationskörper mit gekrümmten Erzeugenden ausgebildet sind und im wesentlichen tonnenförmige Gestalt aufweisen, so daß - wenn der Leitung eine Krümmung aufgegeben wird - das Medienrohr an der tonnenförmigen Innenfläche (2') und der Hüllschlauch an der tonnenförmigen Außenfläche (3), der abgewinkelten Segmente (1), bei entsprechendem Krümmungsverlauf der Leitung anlegbar ist, so daß das Medienrohr und die Abwinklungen der Segmente relativ geringen mechanischen Belastungen unterworfen sind.
2. Segment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (2') des Segmentes (1) nahe wenigstens einem Ende desselben sich nach außen hin konisch erweitert.
3. Segmente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (2') des Segmentes (1) als Schale (2, 11) beispielsweise aus Metall, insbesondere Aluminium, oder aus Kunststoff, insbesondere einem mit einem reflektierenden Anstrich oder reflektierenden Pigmenten versehenen Kunststoff, ausgebildet ist, welche mit Kupplungsgliedern (4, 5) für den abwinkelbaren Anschluß benachbarter Segmente (1) verbunden ist.
4. Segment nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Innenfläche (2') der Segmente (1) umgebende Mantel aus geschlossenporigem, geschäumtem Polyurethanhartschaum (6) mit einem Raumgewicht von 35 bis 60 kg/m3 besteht.
5. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es an beiden Enden einander umgreifende kugelförmige bzw. hohlkugelförmige Kupplungsglieder aufweist.
6. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Außenfläche von einer Schale (12) gebildet ist und die die Außenfläche bildende äußere Schale (12) und die die Innenfläche bildende innere Schale (11) das geschäumte Material (21, 22, 23) allseitig umschließen.
7. Segment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (12) und die innere Schale (11) von getrennten und ineinander gesteckten Teilen gebildet sind.
8. Segment nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das umgriffene Kupplungsglied (13) mit der äußeren Schale (12) und das umgreifende Kupplungsglied (14) mit der inneren Schale (11) aus einem Stück besteht, und die innere Schale (11) in das umgriffene Kupplungsglied (13) unter Freilassung eines Zwischenraumes (23) für das geschäumte Material hineinragt und die äußere Schale (12) das umgreifende Kupplungsglied (14) unter Freilassung eines Zwischenraumes (22) für das geschäumte Material umgreift.
9. Segment nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (12) an der freien Stirnfläche (15) des umgriffenen Kupplungsgliedes (13) die innere Schale (11) umgreift und an der freien Stirnfläche (17) des umgreifenden Kupplungsgliedes (14) mit der inneren Schale (11) stumpf zusammenstößt.
10. Segment nach Anspruch 6, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und die äußere Schale (11 und 12) einstückig aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polypropylen, ausgebildet ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines isolierenden Segmentes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Arbeitsgang eine Innenschale mit gekrümmten Erzeugenden und im wesentlichen tonnenförmiger Ausbildung sowie an dieser Innenschale, vorzugsweise einstückig mit dieser, Kupplungsstücke ausgebildet werden und daß anschließend unter Verwendung der Innenschale als Formkern auf diese Kunststoff aufgeschäumt wird.
12. Verfahren zur Herstellung eines Segmentes nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale über die innere Schale gesteckt und der Zwischenraum zwischen den beiden Schalen über eine zweckmäßig in der äußeren Schale vorgesehene Öffnung mit Kunststoff, beispielsweise geschlossenporigem Polyurethanhartschaum, ausgeschäumtwird.
13. Verfahren zur Herstellung eines Segmentes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schale und gegebenenfalls die äußere Schale durch Blasen von Kunststoff in einer Form hergestellt wird, mit welcher auch die Kupplungsteile ausgebildet werden.
14. Verfahren zur Herstellung eines Segmentes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmantel während des Aufschäumens unter einem Innendruck gehalten und, insbesondere durch Einblasen von Druckluft, gestützt wird.
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